Distribuido en ocho contenedores, llegó al país un instrumento de dispersión de neutrones a bajo ángulo (SANS, por sus siglas en inglés), donado por el instituto alemán Helmholtz Zentrum Berlin (HZB) para el Laboratorio Argentino de Haces de Neutrones (LAHN), ubicado en el Centro Atómico Ezeiza de la Comisión Nacional de Energía Atómica.

Este instrumento -que antes era llamado V4 y funcionó en el reactor alemán BER-II hasta su cierre en 2019- sirve para analizar estructuras en una escala de tamaños de entre 0,5 y 400 nanómetros (nm). Esta resolución permite la realización de estudios de ciencia de materiales, polímeros, materia blanda, electroquímica, sistemas magnéticos y muestras biológicas, entre otros, en la nanoescala y aportando a estas áreas todas las ventajas propias del uso de haces de neutrones como sonda.

"La llegada del V4 es un hito relevante para el Laboratorio Argentino de Haces de Neutrones, siendo el resultado palpable de una serie de actividades que inician en 2015 construyendo una virtuosa relación de cooperación científico-tecnológica entre Argentina y Alemania a través de la CNEA y el HZB", comenta la directora ejecutiva del LAHN, Karina Pierpauli.

El instrumento mide más de 33 metros de largo y cuenta con un sofisticado sistema de colimación y detección que combinados proveen varias configuraciones experimentales. Tan solo el tubo de detección, que funciona en alto vacío, mide 16 metros de longitud y 1,5 metros de diámetro. Al finalizar su ciclo de vida en BER-II, Argentina se postuló -junto con otros países- para alojar el instrumento y extender su operación haciendo uso de los haces de neutrones que producirá el reactor multipropósito RA-10. La calidad y alto flujo de estos haces, superiores a los que proveía BER-II, junto con la solidez de los casos científicos regionales para la utilización de la técnica de SANS, pusieron a nuestro país en una situación de ventaja para ser destinatarios del instrumento.

Como parte del acuerdo entre CNEA y HZB, la doctora Paula Steinberg -quien será la científica responsable de la operación y todas las actividades vinculadas al instrumento- realizó en 2019 una estadía en Berlín, financiada por el OIEA, para participar en las últimas mediciones realizadas con este instrumento antes del cierre definitivo del reactor BER-II. En el mismo año, los ingenieros de la CNEA Federico Bertalot y Gabriel Santos Rueda también viajaron a Alemania para familiarizarse con los componentes mecánicos y de control del instrumento. En 2022, el responsable del grupo de detectores del LAHN, el doctor Agustín Lucero, también visitó el Helmholtz Zentrum Berlin para conocer los detalles del impactante sistema de detección.

Por su parte, el Dr. Daniel Clemens, quien lideró el proceso de desensamblado y embalaje en HZB, visitó la CNEA en 2022 y discutió con el equipo LAHN los detalles técnicos para la transferencia de tecnología. El acuerdo general incluye no sólo el traslado de equipamiento, sino que brinda un marco para la colaboración científica en el uso de haces de neutrones en temas de transición energética y ciencia de materiales, dentro del cual se vienen realizando varias actividades de cooperación.

El instrumento fue desensamblado entre 2021 y 2022. Se documentó cada pieza para que un equipo del LAHN pueda volver a ensamblarlo en el laboratorio de haces que se construye junto al reactor multipropósito RA-10 en el Centro Atómico Ezeiza. El montaje en frío se realizará durante este año y entrará en funcionamiento cuando comience a operar el RA-10.

Debido a las grandes dimensiones del SANS, la logística de su traslado fue un verdadero desafío. Tras un extenso proceso técnico y habiendo logrado cumplir todas las formalidades requeridas para su transporte desde un centro nuclear hacia otro, el instrumento fue distribuido en ocho contenedores que fueron embarcados en el puerto de Hamburgo y que esta semana llegaron con éxito a Buenos Aires. Un noveno contenedor, que precisa un transporte especial por llevar componentes irradiados, estará llegando durante el próximo mes.

"El modelo de cooperación implementado por el LAHN para el desarrollo de su suite de instrumentos es considerado un ejemplo a seguir en el sector nuclear dedicado a los usos científicos de los reactores multipropósito como el RA-10", destaca Pierpauli.

Este instrumento permitirá cubrir una gran parte de los requerimientos expresados por la comunidad científica a través de los casos compilados en el libro de reciente publicación "El Laboratorio Argentino de Haces de Neutrones: técnicas neutrónicas para la ciencia argentina y latinoamericana".

El SAXS, otro equipo clave que recibió el LAHN

En diciembre, el LAHN puso en funcionamiento un avanzado sistema de dispersión de rayos X a bajo ángulo, el instrumento SAXSpoint 5.0 de la firma Anton Paar. Este equipamiento, fundamentado en la tecnología de detección de radiación sincrotrón, propulsa la capacidad del LAHN para explorar materiales en la nanoescala, en complementariedad con las técnicas neutrónicas que se están implementando en el laboratorio de haces de neutrones. Permite la consolidación de la comunidad de usuarios y usuarias, así como el entrenamiento de recursos humanos en estas técnicas de dispersión análogas.

Con una excepcional resolución para nanoestructuras de hasta 620 nm, el SAXSpoint 5.0 se distingue por generar haces de rayos X brillantes y contar con un detector EIGER2R y con una eficiente automatización. Está equipado con un detector móvil para estudios automáticos de dispersión de rayos X y un componente llamado Stagemaster, que facilita la alineación automática de las plataformas de muestra. Esto asegura la obtención de resultados de alta calidad en tiempos mínimos.

La instalación del equipo finalizó el 15 de diciembre. El SAXS está disponible para todo el sistema científico, en línea con el concepto de laboratorio nacional, abierto y orientado al usuario con el cual se ha creado el LAHN.